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胶质类芽孢杆菌具有溶磷解钾固氮等多种功能,广泛用于农业、废水处理及生物冶金等领域。为了了解影响胶质类芽孢杆菌功能发挥的关键因素及确定筛选高效菌株的生物指标,本研究对27株胶质类芽孢杆菌和1株土壤类芽孢杆菌的表型和遗传多样性进行了分析。首先,采用ERIC-PCR对28个菌株进行了遗传多样性分析,并对多糖合成关键基因-糖基转移酶家族I(GTFs I)在不同菌株中的存在情况进行了检测。ERIC-PCR获得稳定而丰富的条带,每株胶质类芽孢杆菌扩增得到7-14条条带,其中6个条带为多个菌株共有;胶质类芽孢杆菌与土壤类芽孢杆菌VKPM B-7517的ERIC扩增条带相似性极低。聚类分析表明,在70%-90%的相似度水平,25个菌株与对照菌株胶质类芽孢杆菌VKPM B-7519聚为一群,该群又分为4个簇,菌株YC12单独为1个群,与RAPD-PCR、gyr B分类结果相似。但ERIC-PCR的条带多样性与稳定性强于RAPD,表明ERIC-PCR具有较高的分辨力,可有效用于种内菌株的鉴定。另外,从11条特异性的RAPD扩增条带中,克隆得到4个功能性基因序列,其中有1个多糖合成关键基因-糖基转移酶家族I基因(960 bp),该基因分布于26株胶质类芽孢杆菌中,但菌株YC12和土壤类芽孢杆菌未扩增到该基因。ERCI-PCR和糖基转移酶家族I基因分析均证明菌株YC12与其它胶质类芽孢杆菌存在异质性,值得进一步研究。其次,分析了胶质类芽孢杆菌的产酸产多糖及溶磷解钾固氮等功能多样性。结果,胶质类芽孢杆菌的产糖量为2.04-13.12 mg·ml-1,其中12个菌株的多糖产量高于9 mg·ml-1,菌株CGMCC 1.2326、KNP413、CGMCC 1.3714和VKPM B-7517的多糖产量较低。菌株的荚膜面积、菌落直径、发酵液的粘度也呈现多态性,无氮培养基上培养5天菌株的荚膜面积为200.07-857.23μm2,菌落直径为2.00-5.72 mm,发酵液粘度为45.40 -8.77mPa.s。相关性分析表明,多糖产量与荚膜面积、菌落直径和发酵液粘度具有较高的相关性,相关系数分别为0.714、0.824和0.923。产酸(用pH的降低量表征)分析表明,胶质类芽孢杆菌明显产酸,使发酵液pH值降低1.21-2.62,其中菌株SCS3、SCS10、YC8、YC15、YC17、YC1、YC12、YC13、KNP414和VKPM B-7519产酸能力较强。功能多样性分析显示,胶质类芽孢杆菌的溶磷解钾固氮能力存在多样性。胶质类芽孢杆菌使发酵液中的可溶性P和K分别增加0.05-102.72 mg·l-1和0.02-27.92 mg·l-1。其中释磷能力最强的是菌株YC17(102.72 mg·l-1),其次是菌株SCS17、YC15、SCS16,它们的释磷量分别是96.09 mg·l-1、84.95 mg·l-1、79.49 mg·l-1;释钾能力最强的菌株是SCS10,其次是KNP414、YC9、YC15。相关性分析表明,产酸与溶磷解钾能力存在显著的正相关,相关系数分别为0.777和0.778,产多糖能力与溶磷解钾的相关系数是0.426和0.562,因此产酸产多糖能力可作为溶磷解钾功能的生物指标。凯氏定氮检测发现,胶质类芽孢杆菌在无氮培养过程中,可使总氮量增加0.47-18.28 mg·l-1,表明这些菌株具有固氮能力,其中固氮能力最强的是菌株VKPM B-7519(18.28 mg·l-1),其次是NYY2、YC17、YC15、YC10和SCS10,其固氮量分别为8.15 mg·l-1、8.04 mg·l-1、7.64 mg·l-1、7.52 mg·l-1、7.08 mg·l-1。固氮能力和pH值降低量的相关系数为0.395,与产多糖量的相关系数为0.290,相关性较低。胶质类芽孢杆菌的遗传多样性和表型多样性具有一定的相关性。依据ERIC和RAPD构建的聚类图分为两组,每组又分为两个分支:一个分支的菌株多糖产量较高,另一个分支的菌株多糖产量较低。多糖产量与遗传多样性具有较强的相关性。同样,产酸与遗传多样性之间也存在类似的相关性。总之,本论文证实了胶质类芽孢杆菌的表型特征和遗传特性存在明显的多样性。酸与多糖产量与遗传特性之间具有较好的关联性,荚膜面积、菌落直径、发酵液粘度与多糖产量具有较高的相关性,可作为大规模菌株筛选的有效生物学指标。